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声音大点,还是小点

来源:济南时报 2019-11-14 13:56   /

□新时报记者 江丹

近日,明星易烊千玺设计话筒在社交网络引发关注。初以为他设计了一个声音效果更好的话筒,原来是为话筒设计了一件漂亮的外衣。在今天,对于话筒,在其基本的声音功能之外,人们又添加了诸多别的要求,比如要别致、要有个性,不仅是工具,还得是艺术品。

除了话筒,这个声音工具还有舶来名称麦克风,以及更专业的学名传声器。当19世纪末,麦克风被贝尔和他的伙伴们发明的时候,还只是为电话服务。贝尔他们希望,麦克风可以帮助电话实现更好的拾音效果。杨建峰主编的《细说趣说万事万物由来》中介绍,贝尔的麦克风效果并不好,只是勉强能够使用,而等真正能够有效降噪的麦克风出现,已经是50多年以后了。由此可以想象,在拾音效果有限的情况下,当时的电话通话质量有多糟糕。在一些背景为20世纪三四十年代的影视剧中,摩登的电话是一个相当重要的道具,除了那种老式笨重的拨号键盘让人印象深刻,实际上的通话质量也不能与今天同日而语。

回头看麦克风的出现和发展,已经过去一个多世纪,但在人类漫长的扩音史上,麦克风还只是个年轻的存在。在那之前,人们通过呐喊、哨音、击鼓等方式,试图让声音传得更远。很多时候,人们以为听不清是因为传不到,可实际上却是因为自身生理条件的限制。

英国声学工程师特雷弗·考克斯在其著作《声音的奇境》中解释:“人能听到声音的最低频率为20Hz,年轻成人能听到声音的最高频率为20000Hz。但是,最重要的频率不是在这里所说的最高和最低频率上。一架大型钢琴可以发出从30—4000Hz的音符,在这个范围以外,我们就很难分辨音高,所有声音听起来都差不多。超过4000Hz以后,乐曲听起来就像是音盲在乱吹口哨。耳朵最能放大并辨析的是音符所在的中频声段,大多演讲也在这个声段内,这也就是为什么声学工程师要设计出频率在100—5000Hz之间的房间用于音乐表演。”

很多人或许并不清楚如此精准的声音数据,但他们知道诉说秘密时声音尽量要小,或者接起电话向对方说自己正在开会时也要换一个音调,让对方刚好听得清而又不至于打扰到旁边的人。

考克斯的研究和工作就是帮助人们听清楚传来的声音,使用话筒精准的拾音只是其中的一部分。考克斯在《声音的奇境》中介绍,在建筑声学领域,工程师通过改变房间的尺寸、形状和布局来操控音效,比如为了减少“回声”的持续时间,一些工程师会选择使用柔软的装饰来吸收声音,减少反射。19世纪的美国物理学家华莱士·克莱门特·萨宾便曾在实验中研究演讲厅中吸音的柔软材料。他找来550个长1米的坐垫,一个一个放在一家博物馆的演讲厅,观察音效的改变。

“萨宾将声音逐渐衰退至消失所需的时间称为‘混响时间’,他的研究工作奠定了声学最为重要的一个公式的基础。这个等式表示混响时间由房间大小(体积),以及吸音材料(如萨宾试验中的坐垫,或他最后用来改变演讲厅音效的2.5厘米厚的墙面材料)数量测算得出。工程师设计音效良好的房间——大型礼堂、法庭或开放式办公室时,需要做一个关键决定:混响多长时间为最佳。然后,他们便可以使用萨宾的等式来计算出需要多少柔软的吸音材料。”《声音的奇境》中写道。

萨宾的研究如今在我们的生活中经常可见。在空间宽阔的演讲大厅或者会堂,我们都能看到柔软的座椅和柔软的墙面,它们不仅是好看的装饰,也是声音传播降噪的秘密所在。

如果是在露天,声音的传播或许就更加依赖音响设备。比如大型演唱会,明星的歌声要穿越人山人海和层层音浪,清晰地传到每个人的耳朵里,尽管大部分观众或许并不在意,因为他们只在乎自己唱得开不开心。去看明星演唱会,有时候就是去参加一个大型露天KTV,每个人又喊又唱,声嘶力竭。

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